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Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Química Química General Una Aproximación Histórica José Antonio Chamizo Guerrero Primera edición 2018 © D.R. Universidad Nacional Autónoma de México. Ciudad Universitaria, Delegación Coyoacán, C.P. 04510, Ciudad de México. Responsable editorial: Lic. Brenda Álvarez Carreño. Diseño de portada: DG Norma Castillo Velázquez. “Hecho en México. Prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio, sin la autorización escrita del titular de los derechos patrimoniales”. Publicación autorizada por el Comité Editorial de la Facultad de Química. ISBN: 978-607-30-0852-5 Sobre la portada La serpiente o el dragón que se come su propia cola, el Uroboros, es un antiguo símbolo del eterno retorno, de la naturaleza cíclica y eterna del mundo. En la alquimia representa el cambio, la contrucción y la destrucción de la sustancia. Que el Uroboros sea de fuego marca el inicio de la Química como disciplina independiente y características que hoy aceptaríamos como científicas. Entender las causas del fuego fue una de las tareas por las que se caracterizó la primera revolución química. Finalmente, el color verde corresponde al surgimiento de la Química Verde y su declaración de responsabilidad social acaecido al final de esta disciplina, en la quinta revolución química. Sobre el título Química General apela, en su sentido más amplio, a introducir los diversos aspectos de la práctica química que se han sucedido a lo largo de la historia. No es la Química General convencional, desarrollada por los fisicoquímicos de principios del siglo XX y que se encuentra en cualquier libro con ese nombre y que se discute en la Introducción del presente texto. La premisa es que todos los alumnos que quieran adentrarse en los diversos terrenos que la Química abarca hoy deben, desde el principio, reconocerse en el mismo. Hay espacio para todos los interesados en esta tecnociencia, en cualquiera de sus ramas o especializaciones. En esta obra, la Química General se aborda, además del encuadre histórico que considera desde las prácticas alquímicas hasta la contaminación por plásticos de los óceanos, con otros elementos que enriquecen el panorama de su devenir a través del tiempo: • Relatos en primera persona de algunos de los protagonistas • Instrumentos y experimentos • Química Orgánica • Espectrocopía • Industria química Con ello se pretende mostrar a los jóvenes que inician el camino de la Química, la diversidad de prácticas e intereses que han acompañado a nuestra comunidad a lo largo de milenios. QUÍMICA GENERAL UNA APROXIMACIÓN HISTÓRICA QUÍMICA GENERAL José Antonio Chamizo UNA APROXIMACIÓN HISTÓRICA Primera edición: 2018 Fecha de edición: 25 de mayo de 2018 D.R. © 2018 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Ciudad Universitaria, Delegación Coyoacán, C.P. 04510, Ciudad de México. ISBN: 978-607-30-0852-5 Tamaño: 25.0 MB Tipo de impresión: PDF Tiraje: 1 (web) “Prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio, sin la autorización escrita del titular de los derechos patrimoniales” Publicación autorizada por el Comité Editorial de la Facultad de Química. Hecho en México. 7 Presentación 9 Introducción 11 La continuidad 11 La ruptura 12 1 Alquimia 14 1.1 Acontecimientos 15 1.2 Instrumentos: Alambique 19 1.3 Textos originales Alegorías y analogías en la literatura alquímica. Crosland 20 Opera Omnia. Paracelso 22 1.4 Experimentos Obtención de cobre a partir de uno de sus minerales 24 1.5 La reacción química. Ácidos y bases 27 Industria y medio ambiente. Licores alcohólicos 29 1.6 Autoevaluación 3o 2 Protoquímica 32 2.1 Acontecimientos 33 2.2 Instrumentos: Bomba de vacío 35 2.3 Textos originales El químico escéptico. Boyle 36 2.4 Experimentos Los metales se pueden quemar 38 2.5 La reacción química. Ácidos y bases 40 Industria y medio ambiente. Ácido sulfúrico 41 2.6 Autoevaluación 42 3 Primera revolución (1754-1818) 44 3.1 Acontecimientos 45 3.2 Instrumentos: Cuba hidroneumática 47 Balanza de precisión 48 Calorímetro 48 3.3 Textos originales Tratado Elemental de Química. Lavoisier 49 Un nuevo sistema de filosofía química. Dalton 51 3.4 Experimentos La descomposición del agua por electrólisis 53 3.5 La reacción química. Ácidos y bases 54 Industria y medio ambiente. Carbonato de sodio 56 3.6 Autoevaluación 57 4 Segunda revolución (1828-1874) 60 4.1 Acontecimientos 61 4.2 Instrumentos: Kaliapparat 63 Polarímetro 65 4.3 Textos originales Bosquejo de un Curso de Filosofía Química. Cannizzaro 66 Principios de química. Mendeleiev 69 4.4 Experimentos Los colorantes sintéticos 72 El nacimiento de la espectroscopia 73 Índice 8 4.5 La reacción química. Ácidos y bases 74 Industria y medio ambiente. Los colorantes 75 4.6 Autoevaluación 76 5 Tercera revolución (1887-1923) 78 5.1 Acontecimientos 79 5.2 Instrumentos: Tubo de rayos catódicos 82 Espectrógrafo de masas 83 5.3 Textos originales La síntesis de amoniaco a partir de sus elementos. Haber 84 Valencia y la estructura de los átomos y las moléculas. Lewis 86 5.4 Experimentos La baquelita, el primer plástico sintetizado 89 5.5 La reacción química. Ácidos y bases 91 Industria y medio ambiente. La síntesis artificial del amoniaco (NH3) 93 5.6 Autoevaluación 94 6 Cuarta revolución (1945-1966) 96 6.1 Acontecimientos 97 6.2 Instrumentos Cromatografía de gases 100 Resonancia Magnética Nuclear 101 6.3 Textos originales Ciencia y paz. Pauling 103 Avances recientes en la química de los productos naturales. Woodward 105 6.4 Experimentos Cromatografía de partición, separación de los colorantes de la espinaca 108 6.5 La reacción química. Ácidos y bases 109 Industria y medio ambiente. Los plásticos 111 6.6 Autoevaluación 112 7 Quinta revolución (1974-1999) 116 7.1 Acontecimientos 117 7.2 Instrumentos Resonancia Magnética Multinuclear (19F, 31P, 13C, 15N) 120 Detector de Captura de Electrones (ECD) 121 Microscopio de Barrido de efecto túnel (STM) 122 Fotólisis de destello con láser de zafiro-titanio 124 7.3 Textos originales Femtoquímica. Zewail 125 Homenaje a Gaia. Lovelock 127 7.4 Experimentos Síntesis de ferroceno, el inicio de la Química Organometálica moderna 129 7.5 La reacción química. Ácidos y bases 131 Industria y medio ambiente. Medicamentos 132 7.6 Autoevaluación 133 Conclusiones 135 Bibliografía 136 Apéndice 1 Ejemplos de Diagramas Heurísticos y Rejillas Argumentativas de Toulmin (RAT) 139 Apéndice 2 Química General Paradigmática 145 9 El presente texto concreta una idea acariciada hace mucho tiempo: construir un curso de introducción a la Química a partir de su historia. A lo largo de muchos años, mis alumnos, en la Facultad de Química de la UNAM o en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), han venido participando de diversas aproximaciones a ese fin y en diversas asignaturas. He abordado la historia de nuestra disciplina en Química General, Química Organometálica, Historia de la Química, Historia y Filosofía de la Química e Historia y Filosofía de la Ciencia. También en diplomados para profesores, en bachillerato, licenciatura y en posgrado. Además, a través de la escritura de otros tantos libros, muchos de los cuales aparecen en la sección de bibliografía del presente. Todo lo anterior me llevó a consolidar una manera particular de hacerlo, una aproximación original que consolidé recientemente en estancias académicas en la Universidad de Cincinnati y en la Autónoma de Barcelona. Así llegué a un primer borrador que probé en dos asignaturasdiferentes con alumnos de licenciatura en el curso 2017-2. De esa prueba, eliminando lo que parecía excesivo y precisando lo que se reconoció como fundamental, resulta este documento. Me acompañaron en este trayecto varios colegas de diversos países, pero particularmente Plinio Sosa, Bill Jensen y Agustí Nieto, con intensas, extensas y muy históricas discusiones. Quiero agradecer la paciencia y el trabajo de esos muchos alumnos que leyeron fragmentos del texto, resolvieron ejercicios, realizaron prácticas de laboratorio, construyeron diagramas heurísticos o sostuvieron argumentos, en especial a dos de ellos, que recibieron su grado de químicos por sus trabajos de tesis en estos temas: Carlos de la Mora y Alberto Basante. Finalmente, al Consejo Técnico de la Facultad de Química y a la DGAPA-UNAM por su apoyo para realizar las estancias ya indicadas. JAC Después de todo, los libros de texto se escriben tiempo después de los descubrimientos y los procedimientos de confirmación cuyos resultados registran. Además se escriben con propósitos pedagógicos. El objetivo de un libro de texto es el de darle al lector, de la manera más económica y fácil de asimilar, un enunciado de los que la comunidad científica contemporánea cree que sabe, así como de los usos principales que puede dársele a ese conocimiento. La información relativa a la forma en que se adquirió ese conocimiento –el descubrimiento– y a la razón de que haya sido aceptado por la profesión–confirmación– es, en el mejor de los casos, un exceso de equipaje. No obstante que incluir esa información podría aumentar los valores “humanistas” del texto y fomentar la educación de científicos más flexibles y creativos, haría también que el texto se alejara de la facilidad de aprender el lenguaje científico contemporáneo. Hasta la fecha sólo el último objetivo ha sido tomado en serio por la mayoría de los escritores de libros de texto de ciencias naturales. T. Kuhn, 1971 Dejemos de buscar un sentido a la historia, puesto que no la tiene. Está constantemente a punto de abortar. El mundo no va a ninguna parte. A cada instante puede volver la barbarie; con él, lo peor es siempre lo más probable. Pero nos vemos obligados a rehusar la evidencia y resistir lo ineluctable: para dar una pequeña oportunidad a la eternidad, puesto que no podemos predecir el futuro, no nos queda más que inventarlo. J. Attali, 1999 Presentación 11 Para dominar el tiempo y la historia, y para satisfacer las propias aspiraciones a la felicidad y a la justicia o los temores frente al engañoso e inquietante concatenarse de los acontecimientos, hemos buscado la forma de dividir los tiempos históricos. J. LeGoff, 2001 Tal como hoy la conocemos, la Química es resultado de una multitud de herencias que, concretadas en oficios, influyeron en la vida cotidiana de todas las culturas. No deja de ser sorprendente que prácticas tan diferentes como la del herrero –y la metalurgia–, el curandero –y la farmacia–, el alfarero –y la cerámica–, el panadero –y la biotecnología–hayan podido estar reunidas y terminar por fundirse en un campo común: la Química, donde se estudia, se practica y se transmite cómo transformar las sustancias. La historia es lo que contamos hoy, con la información que tenemos de ayer. Hay diversas maneras de hacerlo que se sostienen en diferentes posturas historiográficas. Por un lado, hay dos posturas que ubican el tiempo desde donde la historia se cuenta, es decir, desde el pasado o desde el presente y que en términos históricos se reconocen como anacrónica (A) y diacrónica (D). En la estrategia anacrónica, el pasado se estudia y se valida de manera “absoluta” a la luz del presente. Esta postura etiquetada con el nombre de interpretación “whig” ha sido ampliamente utilizada y también muy cuestionada. Por otra parte, la estrategia diacrónica consiste en estudiar la ciencia del pasado de acuerdo con las condiciones que existían realmente en ese pasado. Sin embargo, esto no es más que un ideal, ya que los historiadores no pueden liberarse totalmente del tiempo en el que viven. Particularmente alrededor de las ciencias y las tecnologías se pueden identificar dos grandes tendencias: • La de una extendida continuidad, alrededor de diferentes formas o estilos de conocer. • La de ruptura, alrededor de la idea de revolución científica u obstáculo epistemológico. A continuación se presentarán las ideas principales de ambas tendencias. Introducción La continuidad La historia de la ciencia no es el resultado de hechos sucesivos o el reemplazo de un tipo de conocimiento por otro, sino más bien la coincidencia, a lo largo del tiempo, de la acumulación compleja y la variedad simultánea de conocimiento. J. Pickstone, 2000 La epistemología es la rama de la Filosofía que busca responder a la pregunta ¿cómo conocemos? De entre las diversas respuestas, aquí se trabajará con la propuesta por el historiador y filósofo inglés J. Pickstone. De acuerdo con él hay tres formas de conocer: la historia natural, el análisis y la síntesis. La historia natural se refiere a una primera clasificación de los componentes del mundo. Comprende la variedad de objetos naturales o artificiales, normales o patológicos. Es el espacio de las taxonomías (celestes, geológicas o biológicas) y del lugar donde se vuelven públicas: los jardines botánicos, los zoológicos y los grandes museos de ciencias. Si la variedad y el cambio son identificados por la historia natural, el análisis busca el orden por disección. El análisis aparece cuando los objetos se pueden ver como compuestos de “elementos” o cuando los procesos se pueden ver como el “flujo” de un “elemento” a través de un sistema. Es el espacio de los laboratorios de Anatomía, Química, Física e Ingeniería y del lugar donde se vuelven públicos: escuelas, institutos, politécnicos, hospitales y universidades. 12 Si el análisis considera el separar cosas, la síntesis es sobre cómo ponerlas juntas. El análisis especifica la composición de lo “conocido” para, posteriormente, poniendo juntos los “elementos”, crear nuevos objetos o fenómenos. La síntesis se basa en la producción sistemática de la novedad. Es el espacio “privado” del control, ya sea por motivos militares o económicos, de los laboratorios de Biomedicina y Farmacia, de diseño de nuevos materiales o de Física nuclear, así como del lugar donde se vuelven públicos, el complejo tecnocientífico industrial. Estas tres formas de conocer pueden coincidir en el mismo periodo histórico, aunque se reconoce que la historia natural es la más antigua y la síntesis, la más moderna. En el mundo globalizado, la creación de la novedad sirve cada vez más al mercado y es decisiva en la batalla económica que se libra, particularmente, entre las grandes compañías transnacionales. El producto de la ciencia, “el conocimiento científico” es así cada día menos público y más privado. La Química es una de las disciplinas científicas que mejor ejemplifican esta tendencia. La antiquísima y también moderna clasificación de las sustancias en ácidos y bases es historia natural. La separación de las mezclas en sustancias y éstas, a su vez, en elementos es nuestro análisis que permitió, separando del aire los gases que lo constituyen, el nacimiento de la Química tal y como hoy la conocemos. Finalmente, unir esos elementos para producir nuevas sustancias es la síntesis. Las decenas de millones de sustancias sintéticas que pueblan nuestro mundo es una demostración de la capacidad tecnocientífica de la Química. De manera breve, la tecnociencia se caracteriza por ser un conjunto de acciones eficientes, basadas en conocimiento científico que transforman al mundo basándose en una serie de valores, como lo pueden ser la ganancia económica, el prestigio social, la resolución de problemas que afectan a una determinada población, etc. Por oposición a lo que comúnmente se acepta que es la ciencia moderna, la tecnociencia implica nosólo una profesionalización, sino una empresarialización de la actividad científica. La tecnociencia como tal surgió en el siglo XIX con las industrias farmacéutica y eléctrica. La ruptura El paradigma es un criterio para seleccionar problemas que, mientras se dé por sentado el paradigma, puede suponerse que tienen soluciones. T. Kuhn Una revolución científica es para el filósofo e historiador estadounidense T. Kuhn: “una clase especial de cambio, que abarca cierta índole de reconstrucción de los compromisos de cada grupo”. Los compromisos que comparten los grupos o comunidades científicas se reconocen con la palabra paradigma. Entre una revolución científica y otra, las comunidades científicas desarrollan “ciencia normal”, periodo durante el cual los compromisos fundamentales de los grupos, es decir, el paradigma, no se cuestionan y el conocimiento crece y se acumula. Así las diferentes comunidades científicas comparten a lo largo de la historia un paradigma y alrededor del mismo trabajan haciendo “ciencia normal” que es para Kuhn: la actividad en que inevitablemente, la mayoría de los científicos consumen casi todo su tiempo, se predica suponiendo que la comunidad científica sabe cómo es el mundo. Gran parte del éxito de la empresa se debe a que la comunidad se encuentra dispuesta a defender esa suposición, si es necesario, a un costo elevado. Por ejemplo, la ciencia normal suprime frecuentemente innovaciones fundamentales, debido a que resultan necesariamente subversivas para sus compromisos básicos. Cuando hay una revolución científica, la comunidad cambia su paradigma, modificando las actividades relacionadas con la ciencia normal y, de manera muy importante, su enseñanza, ya que después de la revolución se escriben de nuevo los libros de texto. Una revolución científica ocurre cuando se presenta uno o varios de los siguientes acontecimientos: • Relatos de la época, generalizados y persistentes, que hacen afirmaciones explícitas de que una revolución científica se está llevando a cabo. 13 Tabla 1. Las cinco revoluciones de la Química. AÑOS PROTAGONISTAS INSTRUMENTOS SUBDISCIPLINAS ENTIDADES 1754- 1818 Black, Cavendish, Priestley, Lavoisier, Dalton cuba pneumática balanza calorímetro Química átomo 1828- 1874 Wholer, Berzelius, Liebig, Cannizzaro, Pasteur, Mendeleiev kaliapparat polarímetro Orgánica molécula 1887- 1923 Thomson, Ostwald, Lewis, Aston, Curie, Rutherford tubo de rayos catódicos espectrómetro de masas Fisicoquímica electrón, núcleo, isótopo, radical 1945- 1966 Zavoisky, Tiselius, Pauling, Woodward, Martin, Synge, Mulliken cromatógrafo, UV, IR, Resonancia Magnética Nuclear Química Instrumental Química Cuántica Biología Molecular espín 1974- 1999 Lovelock, Fisher, Wilkinson, Crutzen, Molina, Rowland, Kroto, Curl, Samlley, Cram, Lehn, Pedersen, Binning, Roher, Zwail detector de captura de electrones microscopía de efecto túnel de barrido fotólisis de destello con haz láser de Ti-zafiro Organometálica Química verde Supramolecular Nanoquímica Femtoquímica nanopartícula • Cambios explícitos y significativos en el contenido, el vocabulario y la organización de los libros de texto antes y después del periodo en cuestión. • Cambios significativos en el énfasis de la investigación y la práctica científica; por ejemplo, a través del uso de nuevos instrumentos. • Cambios significativos en la estructura de las organizaciones académicas y profesionales, incluyendo la fundación de nuevas cátedras, nuevos institutos de investigación, nuevas sociedades científicas y revistas nuevas, es decir, aparecen nuevas subdisciplinas. Con esta aproximación al estudio de la historia, es posible reconocer que las épocas históricas están marcadas no sólo por personas, instituciones o subdisciplinas, sino también por objetos epistémicos, esto es, entidades que identificamos como partes constitutivas de la realidad. Para el caso de la Química se pueden reconocer cinco revoluciones como se muestra en la Tabla 1. Sin embargo, para tener una idea más completa de la Química no se pueden ignorar sus milenarios antecedentes, es decir, la alquimia y un periodo de transición que aquí se denominará la protoquímica. A lo largo del presente texto, ocultando y simplificando el complejo devenir de los acontecimientos humanos y mostrando la manera en la que los químicos han conocido el mundo, en buena medida a través del uso de instrumentos y experimentos, se ordena la historia de la Química en siete grandes periodos: el primero corresponde a la alquimia con toda su carga alegórica y mística; el segundo es el paso de los oficios a la ciencia moderna: la protoquímica; para finalmente identificar las cinco revoluciones químicas que marcan el desarrollo de nuestra disciplina. 14 Alquimia1 Ouroboros, el dragón o serpiente que se come su propia cola, simboliza la naturaleza cíclica y eterna del mundo. 15 1.1 Acontecimientos La historia de la civilización humana ha sido, en cierto sentido, la historia de lo artificial. Cuando los primeros humanos se apartaron de la caza por la agricultura, ya habían dominado muchas técnicas para la preparación de pieles animales para el vestido y de plantas y productos minerales para la construcción. En algún punto la lana comenzó a reemplazar la desnudez, lo que representa un excelente ejemplo de lo artificial para sustituir a lo natural, aunque este periodo de transición ha sido durante mucho tiempo perdido en la memoria colectiva de la humanidad. Bernadette Bensaude-Vincent De lo que hoy es Japón, provienen los restos de los primeros materiales cerámicos fechados hace más de 15 mil años. Aunque en zonas aledañas de Asia se han encontrado restos semejantes producidos miles de años después, nuestra historia empieza con la extracción y manipulación de los metales y la construcción de las primeras piezas de cerámica, hecho ocurrido hace cerca de 8 mil años en la zona de Medio Oriente (aproximadamente lo que hoy abarcan los territorios de Egipto, Iraq, Irán, Líbano, Siria y Turquía). Eso sucedió allí y no en otra parte, porque además de estar disponibles las materias primas adecuadas, las sociedades humanas que habitaban esa parte del mundo habían ya domesticado el trigo y el olivo, además de las cabras y las ovejas, lo que les garantizaba, junto con los peces y las frutas del lugar una segura y variada ingesta alimenticia, acompañada originalmente de pan y cerveza, y posteriormente de vino. Asimismo, gracias a lo anterior, empezaron a construir asentamientos fijos que darían lugar a las ciudades de las que se derivarían los Estados. Éstos se procuraron a sí mismos identidad mediante la edificación de grandes monumentos (que implicaban a enormes contingentes humanos) como las pirámides en Egipto y también en lo que hoy es México. De Egipto provienen las primeras piezas de vidrio; de Mesopotamia (Iraq), las primeras armas de bronce, y de Creta, los primeros tejidos teñidos. Las expediciones militares del macedonio Alejandro Magno hasta la India ponen en contacto a las culturas mediterráneas e hindúes que permiten intercambiar plantas, animales (por ejemplo, las vacas y el ajonjolí fueron domesticados originalmente en el valle del Indo) y tecnología. En su largo batallar, Alejandro Magno fundó varias ciudades y una de ellas Alejandría, que ocupa la desembocadura del Nilo, donde se unieron el pensamiento griego con los saberes prácticos egipcios (por ejemplo, el de las técnicas de momificación) puede identificarse como el primer núcleo urbano en el que surgió la alquimia. Los alquimistas, como los magos y curanderos y a diferencia de los sacerdotes, intervenían en el mundo (la diversidad de la preparación de venenos y remedios curativos es otro ejemplo) y en eso se asemejan y son simiente de los químicos actuales. Sin embargo, en el mundo mítico el nombre es parte esencial de lo nombrado y conocer un nombre es apropiarse de algo propiode lo nombrado, poseer un medio para controlarlo. Esta manera particular de entender e intervenir en el mundo hizo que los alquimistas tuvieran a la Iglesia católica como un fuerte enemigo, la que a través de la Inquisición a finales del siglo XV declaró fraudulentas sus prácticas. Hace unos 5 mil años, en Mesoamérica habían sido domesticados el maíz, los frijoles y los guajolotes. Con las frutas, aves y peces silvestres la base alimenticia estaba completa, aunque está en discusión la ingesta de proteína animal. No había animales grandes para ser comidos ni para arrastrar los carros de ruedas. Las únicas ruedas conocidas en nuestro continente se utilizaron sólo en algunos juguetes mexicanos. Por el contrario, llamas y alpacas, los mamíferos más grandes de América, vivían en la región andina, donde no se han documentado las ruedas. La papa fue domesticada allí. Los dos grandes áreas culturales de nuestro continente, la andina y la mesoamericana, se desarrollaron y prácticamente desaparecieron sin ningún contacto. En otras partes del mundo, como ya se indicó, la domesticación de plantas y animales, el uso de carros de ruedas, la metalurgia, la lengua escrita y la pólvora se difundieron fácilmente de un lugar a otro. En diferentes culturas de América se habían desarrollado una amplia variedad de productos, muchos 16 Figura 1.1. Alexander Battling the Persians, from The Deeds of Alexander the Great (Alejandro combatiendo a los persas, de Las hazañas de Alejandro el Grande). Autor: Antonio Tempesta (1555–1630). Fecha: 1608. Este grabado forma parte de la colección del Museo Metropolitano de Arte (MET) de la ciudad de Nueva York. © A RS w w w .m et m us eu m .o rg © A RS w w w .m et m us eu m .o rg Figura 1.2. Detalle de The Death of Socrates (La muerte de Sócrates). Autor: Jacques Louis David (1748– 1825). Fecha: 1787. Esta pintura al óleo forma parte de la colección del Museo Metropolitano de Arte (MET) de la ciudad de Nueva York. © A RS w w w .m et m us eu m .o rg www.metmuseum.org www.metmuseum.org www.metmuseum.org 17 de ellos eran soluciones a las demandas de la vida diaria en ese momento. Por lo que sabemos, estas culturas profundamente religiosas interpretaban el mundo sólo a través de sus dioses. Sin embargo, como en el caso de la alquimia europea o china, el conocimiento empírico era enorme. Aparte de una antigua tradición en el uso de las plantas medicinales y las técnicas de embalsamamiento de los Andes, hay que mencionar que además del uso de diferentes metales conocidos en Europa, únicamente el platino se documenta en el actual Colombia o que la grana cochinilla, junto con el “caracol púrpura” o el brillante tinte rojo del árbol Brasil (que dio su nombre a todo un país), pintaron de colores al mundo y que el látex (la suspensión coloidal de partículas de goma en agua), que antecedió a la industria de los plásticos, se extrajo principalmente del arbusto guayule y árboles de las selvas de México, Perú y Brasil hace miles de años. Muchos años después del inicio de la alquimia en Alejandría, también en la zona de influencia del Islam, en lo que hoy es Iraq e Irán, el alambique se perfeccionó, se preparaban medicinas y surgió la primera farmacia. Las bebidas con alcohol (palabra de origen árabe como casi todas las que empiezan en castellano con la sílaba al) se destilaban. Es en el siglo XI cuando se publicaban las primeras recetas para producir pólvora en China (en esta región fue donde se domesticó al cerdo, el gusano de seda y el arroz) nación poseedora también de una antigua tradición alquímica más tecnológica que la mediterránea. Años después, a través de los viajes del veneciano Marco Polo, continuados por frailes franciscanos, la medieval Europa trabó relaciones con la refinada China y de pronto el papel, la brújula, la seda y la pólvora se instalaron en lo que llamamos Occidente. Hacia el 1 500, en pleno Renacimiento, la alquimia, en sus muchas y diferentes versiones, se practicaba desde Inglaterra hasta China, pero poco a poco cedió el paso a la iatroquímica que, con más intereses medicinales y absorbiendo el incipiente racionalismo de la época, intentaba explicar la razón de venenos y medicamentos. Los venenos son conocidos por la mayoría de las sociedades humanas desde la más remota antigüedad. Es famosa la imagen que recuerda la ingestión de cicuta por Sócrates en el 399 a.n.e. Siglos antes, los chinos ya usaban el opio tanto con propósitos benéficos como venenosos. En Roma y, posteriormente, en las ciudades italianas del Medioevo y el Renacimiento, hay diversas historias de príncipes y reyes que experimentaban venenos y antídotos con sus esclavos y prisioneros de guerra; de mujeres aristócratas que los usaban para escapar de los matrimonios arreglados y de la familia Borgia, que los usó para acceder al papado. De esa larga y oscura tradición destaca sobremanera la frase del médico, alquimista, viajero errante e irreverente Paracelso, quien atravesó la herida y asolada Europa de principios del siglo XVI: “todas las sustancias son venenosas. La dosis correcta diferencia el remedio del veneno”. 18 900 Los muchos autores musulmanes que escribieron con el sobrenombre de Jabir indican diversas sales de As, S y Hg, así como la manera de reconocer el Cu por su color a la �ama. En la zona de in�uencia musulmana destacan los persas Al Razi y Avicena. Comienza la destilación del alcohol partiendo del vino y se perfeccionan los alambiques. 1300 Descubrimiento del ácido nítrico. 1317 En Aviñón, el papa Juan XXII prohíbe la alquimia. 1473 De rerum natura de Lucrecio es traducido al latín, lo que permite que los europeos conozcan las ideas atómicas de Demócrito. 1530 Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim conocido como Paracelso desarrolla la iatroquímica, introduciendo la Química en la Medicina. 1553 Bartolomé de Medina inventa en la Nueva España el método de bene�cio de la plata en frío. 1597 Libavius publica Alchemia donde se indica, por ejemplo, la preparación del HCl. -8000 HECHOS TECNOQUÍMICOSAÑO Se producen objetos con materiales cerámicos en diversos lugares del mundo. -6000 Los primeros objetos de cobre se producen en Asia. -2000 Se fabrican objetos de bronce en Asia y Europa y de hule en Mesoamérica. -1500 Inicia la producción del vidrio en Egipto. -1000 Se fabrica papel y pólvora y se utiliza gas natural como combustible en China. -500 Se inicia la fabricación de acero en la India. -400 Se establece en Grecia la idea de los cuatro elementos y Demócrito introduce la idea del átomo. En Alejandría se enseñan las operaciones químicas básicas: �ltración, destilación y sublimación. Inicia la alquimia griega. 300 El tratado hindú Arthasastra, recopilado durante cinco siglos, da detalles de procesos médicos, metalúrgicos y pirotécnicos, además de la producción de venenos, licores fermentados y azúcar. Zózimo escribe Cheirokmeta, tal vez el primer libro de alquimia. -100 En lo que hoy es México se comienza a utilizar un tinte púrpura rojizo obtenido de la grana cochinilla. HECHOS POLÍTICOS Y CULTURALES • Comienza la agricultura y crianza de animales • La civilización más antigua: Mesopotamia • Los sumerios inventan la escritura cuneiforme • Cultura minoica en Creta • Se inicia el comercio en el mundo • Se introduce la brújula en China (-1000) • Los olmecas construyen pirámides (-800) • Alejandro Magno invade el norte de la India (-326) • Los mayas inventan el cero (250) • Invasión musulmana a España (711) • Carlomagno (800) • Los vikingos llegan al norte de América (1000) • Viajes de Marco Polo a China (1270-1290) • Se utilizan las pistolas en Europa (1347) • Cristóbal Colón llega a lo que hoy conocemos como América (1492), el nuevo continente • Lutero inicia la reforma protestante (1517) • La Inquisición juzga a Galileo (1633) • Torricelli fabrica el primer barómetro (1643) • El Renacimiento, consus grandes artistas, irrumpe en Europa reivindicando la cultura clásica griega y romana a.n.e. d.n.e. La población mundial alcanzó, en el año 1000, los 310 millones de habitantes. La esperanza de vida es difícil de estimar, por las enormes diferencias existentes entre las diversas culturas que poblaban el planeta, pero una buena estimación la coloca sobre los 30 años, semejante a la que se tenía en la Edad de bronce o en la Grecia antigua, o durante la europea Edad Media o en la América precolombina. 19 1.2 Instrumentos: Alambique El alambique es un instrumento descrito y, seguramente, inventado por los alquimistas de habla griega que habitaban en la ciudad egipcia de Alejandría entre los años 300 a.n.e. hasta el 200 d.n.e. Se debe a Zózimo de Panópolis1 la siguiente descripción de uno de ellos: He de describiros el tribikos. Porque así se llama el aparato hecho de cobre y descrito por María, la trasmisora del Arte. Dice lo que sigue: Háganse tres tubos de cobre dúctil un poco más gruesos que los de una sartén de cobre de un pastelero; su longitud ha de ser aproximadamente de un codo y medio. Háganse tres tubos así y también un tubo del ancho de una mano y con una abertura proporcionada a la de la cabeza del alambique. Los tres tubos han de tener sus aberturas adaptadas en forma de uña al cuello de un recipiente ligero, para que tengan el tubo pulgar, y los dos tubos dedo unidos lateralmente en cada mano. Hacia el fondo de la cabeza del alambique hay tres orificios ajustados a los tubos, y cuando se hayan encajado éstos se sueldan en su lugar, recibiendo el vapor el superior de una manera diferente. Entonces, colocando la cabeza del alambique sobre la olla de barro que contiene el azufre y tapando las juntas con pasta de harina, colóquense frascos de vidrio al final de los tubos, anchos y fuertes para que no se rompan con el calor que viene del agua del medio. He aquí la figura: 1 También conocido como Zózimo “El alquimista” vivió hace mil 700 años en el sur de Egipto. Se le reconoce como el autor del primer libro de alquimia, al que llamó Cheirokmeta que en griego significa “cosas hechas con las manos”. Figura 1.3. Dibujos de alambiques tomados de un libro renacentista: Alchymia (1606), de Andreas Livabyus. El historiador de la Química S. Taylor indica que la ilustración fue dibujada 700 años después. En la Figura 1.3, se muestran los alambiques que aparecen en el libro Alchemia de Libavius donde se puede observar la gran variedad de estos instrumentos y que permitían separar de mejor manera el destilado que los alquimistas llamaban theion hudor. No está claro qué se quería decir con estas palabras, salvo que theion significa sulfurosa o divina mientras hudor es agua… lo que sugiere que se destilaban huevos con la intención de encontrar “el aliento vital” una vez que estos aparentemente tenían una gran potencia generadora de vida. Durante siglos, los alquimistas destilaron todo tipo de productos vegetales y animales. María “La Judía”, también conocida como María “La Profeta”, es la primera alquimista de la que se tengan testimonios escritos. Vivió en Alejandría hace 2 mil años. Se le atribuye la invención del alambique, así como del uso del baño que lleva su nombre (baño María) y que permite regular la máxima temperatura que puede alcanzar un recipiente sumergido en el baño. Sobre la misma época, en China, hay también testimonios del trabajo de una mujer alquimista perteneciente a la familia Fang y a la que se le atribuye la conversión del mercurio en plata… seguramente el primer relato de la purificación de la plata. 20 1.3 Textos originales Al empezar un estudio de la alquimia, nos enfrentamos con el hecho de que el objetivo último de los alquimistas prácticos, la preparación de la “piedra filosofal”,3 era inconseguible. Ello no excluye automáticamente, sin embargo, la posibilidad de realizar un estudio serio sobre la alquimia dentro de la historia de la Química. Los diversos procesos empleados (disolución, sublimación, destilación, calcinación, etc.), así como las sustancias utilizadas, eran indudablemente químicos. Si bien no podemos dejar de calificar las metas y creencias últimas de los alquimistas tardíos como fantásticas, debemos admitir que los medios químicos que adoptaron para conseguir sus fines usualmente eran bastante racionales a la luz de la teoría química actual. Los distintos alquimistas vieron su tarea como la imitación de la Naturaleza dentro de las paredes de laboratorio. Es importante hacer notar que el concepto de perfección no sólo tiene un aspecto químico, sino también uno moral y psicológico. En gran medida, debido a esta razón, el cuerpo de literatura que se llama alquímico tiene una naturaleza dual; sin embargo, sólo un reducido número de obras puede clasificarse claramente como pertenecientes a los respectivos campos de la Química o de la psicología […] Por lo general, los alquimistas preferían usar un lenguaje basado en la analogía y más apropiado para la poesía o el misticismo que para una ciencia exacta. Debido al amplio uso de la alegoría no era posible, por un lado, reconocer claramente un manuscrito de alquimia que se refiriera a reacciones químicas y era posible, por otro, leer un significado alquímico en obras alegóricas en las que el autor no había tenido la intención de una interpretación tal... […] La primera barrera para un estudio de alquimia consistía en apreciar la relación de cualquier texto dado con el tema. La segunda dificultad consistía en interpretar las diversas analogías usadas que se referían a sustancias y procesos químicos. Era más la excepción que la regla en la literatura alquímica el que una sustancia empleada en una reacción química recibiera su nombre común. La práctica habitual era usar el lenguaje común con una significación esotérica; un uso alternativo consistía en la utilización de analogías. Tales analogías podían trabajarse en gran detalle y usarse para describir una serie de reacciones químicas o, de otro modo, la analogía se limitaría a una referencia al color de una sustancia. Entre las más comunes analogías Alegorías y analogías en la literatura alquímica (Fragmento)2 2 Crosland, 1988. 3 En la alquimia temprana, la piedra filosofal era una sustancia capaz de transformar metales básicos en oro. Más tarde, se le atribuyeron propiedades adicionales –tales como la cura de enfermedades y el poder de otorgar la inmortalidad. Figura 1.4. Grabado en madera de un león devorando el sol, tomado de un tratado de alquimia del siglo XVI: Rosarium philosophorum sive pretiosissimum donum Dei (1550). 21 Figura 1.5. Ilustración de un monstruo de tres cabezas dentro de un matraz que representa la piedra filosofal alquímica: sal, azufre y mercurio, tomada de la obra de finales del siglo XVI Splendor solis. empleadas estaban la comparación de metales con el nombre y las “imperfecciones” de los metales con los sufrimientos humanos; algunas formas de simbolismo sexual y una comparación del reino mineral con el animal y vegetal eran también bastante comunes […] Un libro de alquimia dedica una sección a los “pájaros filosóficos” y explica el uso del cuervo, el cisne y el águila para representar la tierra, el agua y el aire, respectivamente. Los pájaros podían emplearse no solamente para sugerir sustancias sino también operaciones. El proceso de destilación se consideraba algunas veces de modo separado como evaporación y condensación y se representaba por un pájaro en vuelo hacia arriba o abajo, respectivamente. El proceso completo de destilación podía, por tanto, mostrarse mediante dos pájaros en sentido contrario. Incluso un químico práctico como Glauber pensó que era adecuado emplear analogías tan extravagantes como la que aparece en la siguiente descripción de salitre: Cualquiera que sea el espíritu ácido que resulte, o el Águila con sus afiladas garras, su sal fija,o el feroz León, lo lograrán; y lo que resulte imposible para estos dos, el Grífido, que ha surgido del Águila y el León, lo hará artificialmente. […] Las referencias a las partes masculinas y femeninas de una mezcla no eran poco usuales. El oro se comparaba a lo masculino y la plata a lo femenino. Mientras los primeros alquimistas creyeron que los metales se producían por la unión de azufre y mercurio, era natural que hablaran, metafóricamente, de estas dos sustancias como “padre y madre” o “masculino” y “femenino”: Sulphur enim est quasi pater, argentum vivum quasi mater metallorum. El azufre es una especie de padre, como madre de los metales la plata a los vivos. Esta analogía es bastante común en la alquimia europea tardía, pero algunas veces se afirma que el mercurio es el principio masculino, mientras que el azufre es el femenino. No había, después de todo, ninguna razón poderosa por la que una debía tomarse como masculina y otra femenina; lo que importaba era que la unión de ambas se consideraba necesaria para producir un metal. De igual manera, se atribuían diferentes sexos a los elementos aristotélicos. “Artefius” consideraba el fuego y el aire como masculinos y el agua y la tierra como femeninos, probablemente porque los primeros dos eran más activos y espirituales, mientras que los segundos correspondían a los dominios de la procreación de peces, animales y plantas. La Turba Philosophorum asocia lo masculino con el “hierro” (probablemente no se trate del elemento Fe) y lo femenino con el oropimento. Otra asociación relacionaba las partes volátiles de una reacción química (femeninas) con las partes fijas o no volátiles (masculinas). Otra analogía más consistía en llamar masculina a una sustancia que era capaz de coagular a otra, y femenina a una sustancia que era coagulable. Probablemente el vinagre y la leche satisfarían estas categorías respectivas. Algunos escritores alquimistas que usaban analogías sexuales llegaron al extremo de basar el razonamiento químico en ellas. Así, en una reacción química, se decía que no más de dos sustancias eran necesarias ¡porque el matrimonio es la unión solamente de dos personas! 22 Entre todas las sustancias del Mundo, existen tres cuyos cuerpos vemos reunidos siempre en el cuerpo de cada uno de los seres. Estas tres sustancias –Azufre, Mercurio y Sal– al reunirse (componuntur) componen los cuerpos, a los que nada ya podrá ser añadido, excepto el soplo de la vida y cuanto con él se relacione. Quiere decir que siempre que tomáis en vuestras manos un cuerpo cualquiera, tenéis invisiblemente en ellas las tres sustancias bajo una sola forma o especie. Hablaremos pues de estas tres cosas, ya que en la forma bajo la cual existen, se encuentra toda la salud. Así, cuando tenéis en la mano un trozo de madera, el testimonio de lo que veis os dirá que se trata de un solo cuerpo. Sin embargo, esto no puede seros de ninguna utilidad ni beneficio, ya que el ultimo aldeano puede ver lo mismo. Vosotros en cambio debéis saber que en vuestras manos están el Azufre, el Mercurio y la Sal, y si realmente llegáis a percibir por separado estas tres cosas, bien sea por su aspecto o por su contacto, os digo que habréis adquirido al fin los ojos y la visión de un verdadero médico, ya que el médico debe percibir estas tres sustancias con la misma precisión con que el aldeano ve la simple madera. Este ejemplo debe hacernos pensar que las tres sustancias se hallan igualmente en el cuerpo del hombre. Así, aunque en los huesos humanos están juntos el Azufre, el Mercurio y la Sal, sólo cuando lleguéis a poderlos examinar por separado podréis decir que sabéis lo que es un hueso y que conocéis la razón y el mecanismo de sus enfermedades. Pues por más que la percepción de las apariencias exteriores esté al alcance de todos, corresponde a los médicos esa especial visión interior (contuitio) por la cual nos es dado el secreto de las cosas. Será necesario pues que las hagamos visibles y aunque la Medicina sea relativamente defectuosa para esta manera de mirar, tendremos que ir levantando los velos que las cubren con toda paciencia y acabar mostrando la naturaleza en sus estrictas sustancias. Si meditáis esto y consideráis hasta qué punto y en cuántas clases llega a reducirse la materia última de las cosas, veréis que en todas ellas están las tres sustancias perfectamente independientes entre sí. Y que con ello el médico logra lo que el impostor o el profano no pueden conseguir. Es preciso, por lo tanto, conocer primero estas tres sustancias y sus propiedades en el Macrocosmos (in magno mundo) para poderlas referir y hallar después fácilmente en el hombre (Microcosmos), comprendiendo así lo que él es y lo que en él existe. Para vuestro mejor entendimiento volveremos al ejemplo de la madera: si quemáis el cuerpo de la madera y observáis lo que ocurre, veréis que hay una cosa que arde –el Azufre–, otra que echa humo –el Mercurio– y otra que queda en cenizas –la Sal–. Este fenómeno de quemar la madera confunde el entendimiento del rústico, pero da al médico en cambio un principio inicial de la mayor importancia, ya que lo prepara a poseer el ojo clínico. Quedamos pues con que hemos encontrado las tres sustancias separadas unas de otras y con que todas las cosas las contienen igualmente. Y que si dichas sustancias no se perciben siempre a primera vista, pueden revelarse y hacerse visibles bajo la influencia del arte. Sólo el Azufre arde; y nada puede sublimarse en humo fuera del Mercurio; así como nada puede dejar cenizas que no sea la Sal. La ceniza es la sustancia, es decir, la parte de que se compone la materia de la madera. Y aunque ella sea la última y no la primera sustancia, sirve para testimoniar (testatur) la existencia de la primera materia, al lado de la cual –y también de la segunda– se halla unida en el cuerpo vivo. Pues si bien es cierto que todo lo que aparece en el cuerpo vivo se halla al alcance del vulgo, no es igual cuando se trata de las sustancias para las que, según hemos explicado, es necesario un trabajo previo de separación. No he de referirme aquí a la primera sustancia porque no os hablo ahora de Filosofía y sí solamente de Medicina. En cambio os diré que allí donde veáis humo, estará la segunda sustancia, volatilizada y sublimada por el fuego. Pues por más que el Mercurio no sea visible aislado en su primer estado, sí lo es en el momento de su huida, para la cual se transforma en humo, último estado bajo el cual no puede fijarse, permaneciendo así inaprehensible. Opera Omnia (Fragmento)4 4 Paracelso, 1945. 23 Figura 1.6. Retrato de Paracelso, sosteniendo una espada. De J.J. Boissard, Icones et effigies Virorum Doctorum, 1645. ht tp s: //w el lc om ec ol le ct io n. or g/ w or ks /r yn w nz 77 De la misma manera, todo aquello que arde, apareciendo a nuestros ojos en espléndidas brasas, es el Azufre. Pues así como el Mercurio se sublima por virtud de su volatilidad, el Azufre –que es fuego– representa la tercera sustancia de las que entran a formar parte de la constitución del cuerpo. De todo lo que acabamos de exponer, debemos deducir la teoría que nos permita establecer claramente la naturaleza del Mercurio, del Azufre y de la Sal, que hallamos en la madera y en todas las demás materias, y además el grado y forma en que contribuyen a la composición del Microcosmos (del hombre). Pues ya sabéis que el cuerpo del hombre no es otra cosa que Azufre, Mercurio y Sal, sustancias en las que se aloja la salud y la enfermedad y todo lo que con cualquiera de ambos estados se relaciona. Os insisto en esto porque es verdaderamente en estas tres sustancias donde asienta la razón de las enfermedades y no en los cuatro elementos o cualidades. Así por ejemplo, aunque las piedras, los metales y muchas otras sustancias no puedan arder y carezcan de propiedades combustibles, pueden, sin embargo, llegar a hacerse incandescentes (flagrabilia),como lo demuestra la ciencia de la Alquimia. Lo mismo puede decirse a propósito de la sublimación de diversas sustancias e incluso de la misma Sal. El arte así puede poner en evidencia lo que no alcanzan a –ver los ojos– de los profanos, es decir, el proceso de la separación, tras el cual aparecen realmente ante nosotros todas las sustancias. Si ahora queremos hablar de las propiedades y de la naturaleza de estos tres principios deberemos considerar la cuestión de la siguiente manera: La Naturaleza, tanto si es buena o mala, sana o enferma, se halla (sita) en el Mercurio, en el Azufre y en la Sal. Y toda sustancia, es decir, cada una de estas sustancias, posee su naturaleza característica. Si ahora, estos tres principios se mezclan en el mismo cuerpo, sus tres naturalezas se manifestaran bajo una sola forma; que expresará no obstante la predominancia de cada naturaleza individual y no la de la sustancia común resultante. […] Quiero pues que todas las cosas que puedan ser demostradas de diversas maneras, se presenten de acuerdo a sus principios, de los que han de provenir sus enfermedades. Así repetimos: Todo cuerpo que conserva unidas sus tres sustancias, se mantiene en buena salud. En cambio, cuando esas sustancias se disuelven o disgregan, ocurrirá que una se corromperá, otra se inflamará, otra se disipará de uno u otro modo... etc., y estaremos en presencia de verdaderas enfermedades. Tanto tiempo como el cuerpo se mantenga unido, así se conservará exento de enfermedad; por el contrario, tan pronto se disuelva (dissipetur), manifestará todo cuanto precisamente le interesa saber al médico. Os daré otro ejemplo: Cuando habéis conocido veinte hombres distintos, unidos por un pacto o una creencia, y que al cabo de un tiempo los encontráis de nuevo pero separados, podéis reconocerlos perfectamente uno a uno, e incluso saber, a poco que los observéis, por qué o cómo decidieron separarse. Así, en la separación, es como debéis conocer todas las cosas, pues sólo de ese modo podréis saber lo que se ha separado, remediando justamente el principio que en cada caso corresponda. Si no obráis de esta manera sólo os quedará el principio de la muerte, es decir, la destrucción de toda soberanía. Resumiendo: el Azufre, el Mercurio y la Sal son las tres primeras sustancias que durante la vida permanecen ocultas y que con la separación de la vida se revelan y manifiestan. https://wellcomecollection.org/works/rynwnz77 24 1.4 Experimentos Son pocos los metales que no forman parte de un compuesto y se les encuentra en forma de “pepitas” como el oro y la plata. Se cree que el oro empezó a trabajarse hace 7 mil años. Fue y es altamente estimado a causa de su belleza y rareza. Constituye la recompensa universal en todos los países, culturas y épocas. Amarillo, brillante, maleable, inalterable, ha sido para muchos el símbolo de la perfección. Los egipcios decían que el oro poseía los extremos poderes del Sol encerrados en su cuerpo. Así los metales libres son muy raros; baste decir que la palabra metal proviene de un vocablo griego que significa buscar, procurar. Los utensilios más antiguos de cobre nativo encontrados en lo que hoy conocemos como Medio Oriente cuentan con más de 7 mil años de edad. Estos primeros artículos de cobre, no tenían todavía utilidad práctica como metales en sí y se empleaban al igual que las piedras. La metalurgia del cobre surgió cuando empezó a obtenerse éste de sus minerales, usando el fuego para fundirlo y carbón vegetal para reducirlo. El primer mineral utilizado para este fin pudo haber sido la malaquita. La malaquita es un mineral ya conocido por aquellos tiempos, de color verde vistoso, razón por la cual era empleado en la joyería o para fabricar algún tipo de maquillaje. Uno puede imaginar que la obtención del cobre ocurrió accidentalmente, cuando algunos pobladores arrojaron las hermosas piedras verdes de malaquita al fuego producido por el carbón vegetal y al extinguirse el fuego, hallaron un reluciente metal. Otros metales fueron aislados posteriormente en el “Viejo Mundo” (oro, plata, cobre, estaño, mercurio, plomo y hierro) y con los utensilios que se fabricaron con ellos se transformó el mundo. En Mesoamérica también se conocieron estos metales. Se ha insistido que los americanos sólo trabajaban los metales nativos, o sea que nunca alcanzaron la edad de hierro, ya que este metal lo encontraron únicamente en meteoritos. Sin embargo, un hacha hallada en Monte Albán, con 18% de hierro, prueba lo contrario. Obtención de cobre a partir de uno de sus minerales NÚMERO PRO GRESIVO DEL DESCUBRIMIENTO BOMBARDEO DE NEUTRONES 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1950 1900 1850 1800 1750 AÑO ELEMENTOS CONOCIDOS EN LA ANTIGÜEDAD DESCUBRIMIENTOS ANTES DE 1700 INVESTIGACIÓN SOBRE TIERRAS RARAS ANÁLISIS ESPECTRAL ANÁLISIS RADIACTIVIDAD GASES NOBLES ELECTROQUÍMICA C Cu Au Fe Pb Hg Ag S Sn As Sb Bi P Zn Es Lw Nd Fm Mv At Am Pu Eu Cf Ar Pm TmSm Cm Np Cs Bk Ge Hf Po Xe Pa Re Rn Ti Lu Ac Dy Ra Al In Ga Ho Kr Pr Rb Sr Yb Ne He Nd Gd Fr Tc O Ni Pt Te Mn Ca Zr Se I Pd Ir Ba H Ti W Co Cr Rh Mg Os Bi Be Ce La Tb Si V K Cd Li Na ThB Er Ru Cl N Mo Ta Sr U Nb Y F Figura 1.7. Cronología del descubrimiento de los elementos químicos y las técnicas que llevaron a sus respectivos hallazgos. Fuente: Cruz, Chamizo y Garritz, 1986. 25 Materiales y sustancias sugeridos – Mechero Bunsen – Soporte Universal – Anillo para soporte – Tela de asbesto – Crisol de porcelana – Una pieza de malaquita – Carbón vegetal Un procedimiento posible 1. Colocar la pieza de malaquita en el crisol de porcelana. Calentar la misma durante 15 minutos o hasta que cambie totalmente a color negro. Esperar a que se enfríe un poco. 2. Llenar hasta la tercera parte del crisol con carbón vegetal bien pulverizado, tener la precaución de que quede totalmente cubierta la pieza de color negra obtenida en el paso anterior. 3. Tapar el crisol perfectamente para evitar la entrada de aire. Calentar por aproximadamente 90 minutos. Dejar enfriar bien y separar la pieza del carbón. El vidrio Figura 1.8. Jarra de vidrio egipcia del siglo V de n.e. Pieza del Museo del Louvre en París, Francia. La fabricación del vidrio es quizá una de las tecnologías más antiguas. Se inventó en Egipto hace aproximadamente 5 mil años al calentar una mezcla de arena, cenizas vegetales y piedra caliza. En 1674, G. Ravenscroft sustituyó la piedra caliza por óxido de plomo y obtuvo un vidrio más pesado y también más blando que podía pulirse. Esto marcó el inicio de la fabricación de los lentes (que en forma rudimentaria habían empezado los árabes 500 años antes) y, con ello, de los telescopios y microscopios. Fue hasta el siglo XIX cuando se conoció la composición química de este material: dióxido de silicio; carbonato de sodio y carbonato de calcio. El color se lo da la presencia de óxidos metálicos en pequeñas cantidades; por ejemplo, de hierro para el color café, de cobalto para el azul, de oro para el rojo. El vidrio tiene diversas propiedades, algunas de las más importantes son: • Su transparencia, lo que permite ver lo que hay dentro de los obje- tos hechos con este material. • Su insolubilidad en agua y en disoluciones ácidas y alcalinas. Es un material prácticamente inerte y con él se construyeron muchas de las vasijas y recipientes usados en los laboratorios. • Su fragilidad: el vidrio se rompe. Sin embargo, los químicos mo- dernos han fabricado vidrio prácticamente irrompible, esto es, que resiste el impacto de una bala, o aquel que puede ser enrollado, el que se usa en las fibras ópticas, que no son más que delgados hilos de vidrio. • Su diversidad. Hay vidrios naturales, como la obsidiana que los artesanos del México prehispánico convirtieron en puntas de flechas o en máscaras. Laobsidiana es un vidrio volcánico. Fue granito que se fundió durante la actividad volcánica y que no cristalizó cuando se enfrió. Los cristales son sólidos ordenados, el vidrio no está ordena- do, por eso no es un sólido cristalino. Hay también miles de vidrios artificiales algunos de los cuales se pueden comer como sucede cuando ingerimos caramelos. 26 Un procedimiento posible 1. Pesar las cantidades señaladas en la Tabla 1.1 (en gramos) para cada tipo de vidrio, moler y mezclar en un mortero. MEDIDAS DE SEGURIDAD: para efectuar el procedimiento en la mufla se deberá contar con la protección de guantes y lentes adecuados, cubriéndose con la bata de algodón y abrochada en todo momento. Previo a calentar en la mufla se deberá colocar, cerca de ella, un piso de ladrillo refractario y encima de éste una placa de metal. 2. Colocar la mezcla en un crisol. Llevar el crisol a la mufla a 650ºC una hora. 3. Posteriormente, elevar la temperatura a 900ºC. Cuando la mezcla esté perfectamente fluida sacar el crisol de la mufla y vaciar el líquido viscoso sobre una placa de metal. Tabla 1.1 Cantidades y componentes para hacer vidrio. Vidrio Componentes (gramos) Na2CO3 H3BO3 MnO2 NH4H2PO4 K2Cr2O7 A 0.5 4.67 0.07 ----- ----- B 1.0 4.67 0.07 ----- ----- C 1.67 4.67 0.07 ----- ----- D 1.0 4.67 ----- ----- 0.03 E 1.0 ----- ----- 5.33 0.03 Materiales y sustancias sugeridos – Balanza – Vidrios de reloj – Espátula – Mortero – Crisoles – Mufla – Na2CO3 – H3BO3 – MnO2 – NH4H2PO4 – K2Cr2O7 – Pinzas para mufla – Guantes y lentes de protección 27 1.5 La reacción química. Ácidos y bases Hace más de dos milenios, en el espacio geográfico que hoy ocupa Grecia, uno de sus ciudadanos más prominentes, Aristóteles, usó la palabra griega ousia, que en latín significa sustancia en un sentido particular. Brevemente, la sustancia es lo real, un “individual concreto” Aceptaba la existencia de cuatro elementos o sustancias en las que coincidían otras tantas cualidades (húmedo, seco, frío y caliente) además de una sustancia fundamental carente de atributos llamada hyle, éter, materia prima o quintaesencia que era la base de todas ellas. FUEGO AIRE CALIENTE SECO TIERRA FRÍOHÚMEDO AGUA Así, el agua era resultado de mezclar lo húmedo y lo frío; el aire, lo húmedo y lo caliente; el fuego, lo seco y lo caliente, mientras que la tierra, lo seco y lo frío. Los elementos, que aquí podemos llamar filosóficos, nunca se encuentran totalmente puros o aislados, sino combinados entre sí con diferentes intensidades: conservando sus propiedades individuales (lo que hoy llamamos mezcla) o perdiéndolas (es decir, adquiriendo una nueva identidad en lo que hoy denominamos compuesto químico). El modelo aristotélico explicaba, por ejemplo, la diferencia de los minerales que los mineros encontraban en el seno de la tierra para convertirlos luego en metales. Cada uno de estos minerales recibía diferentes cualidades en la materia prima original en un proceso que puede compararse con la gestación de un feto en la matriz de la mujer. El pluralismo griego, es decir, la posibilidad intelectual y material de interpretar el mundo de diversas maneras, gestó otra explicación de las sustancias prácticamente contemporánea a la ya descrita: la atomista. Sus principales cultivadores y defensores fueron, en Grecia, Demócrito y Epicuro; años después, en Roma, lo fue Lucrecio. Hoy tenemos importantes evidencias de que también en la India en tiempos semejantes e influenciado por las diferentes religiones que allí se practicaban, se desarrolló un modelo atomista de interpretación de la diversidad del mundo. Para los ateos atomistas griegos, la sustancia más elemental e indestructible es el átomo (palabra que significa indivisible), el ingrediente de todas las cosas. Los átomos son muy pequeños, duros y redondos. Además de poder tener tamaños diferentes, su otra propiedad distintiva es el movimiento, lo que les permite agregarse o separarse. En el mundo únicamente hay átomos y vacío. Como lo dijo Lucrecio: Pero observa: siempre que los rayos recorren su camino y derraman la luz del sol por las umbrías habitaciones de la casa, verás muchos cuerpos diminutos confundiéndose de muchos modos en esos rayos de luz por todo el espacio vacío, y como si estuvieran en perpetuo conflicto, en oleadas de guerra, combatiendo y contendiendo guerrero con guerrero sin pausa, en permanente movimiento, en continuos encuentros y separaciones; así, esto puede ayudarte a imaginar lo que significa que las partículas primordiales de las cosas están en perpetuo movimiento por el magno vacío. Así, mientras que para Aristóteles (y todos los otros pensadores que asumían la existencia de diferentes sustancias) un objeto era desigual de otro porque estaba en realidad constituido en distintas proporciones de sustancias varias, para los atomistas las diferencias eran aparentes y lo que realmente distinguía a los objetos era el tamaño y el movimiento de los átomos que los conformaban. Seguramente fue en Alejandría, ciudad fundada por Alejandro Magno hace poco más de 2 mil años en su largo camino de conquista, donde la especulación filosófica griega al entrar en contacto con otras culturas de tradición más artesanal y con aprecio por el trabajo manual, en particular la egipcia (hay que recordar, por ejemplo, su extraordinaria experiencia en la momificación), se concretó en una actividad práctica que desde entonces conocemos como alquimia. Hay que tener presente que tanto 28 en el Imperio romano como en las ciudades griegas que le antecedieron, los esclavos eran quienes realizaban el trabajo y la palabra latina laborare nos remite al trabajo manual, el cual era realizado por ellos. En ambos lugares, desde luego origen de las ideas democráticas, del derecho y de la filosofía, ni las mujeres ni los esclavos importaban mucho. Entonces, como ahora, había clases sociales. Alquimistas fueron los primeros laboratorios y en ellos se llevaron a cabo los primeros experimentos sistemáticos para poner a prueba el modelo que explicaba la diversidad del mundo a partir de las cuatro sustancias elementales. En las proporciones adecuadas, todo podía hacerse, incluido el valioso oro. Así empezó un largo, oscuro y “hermético” trayecto, en un vasto territorio que ocupó parcialmente África, Asia y Europa, donde la extracción de minerales y metales se acompañó de la preparación o mejora de las técnicas para hacer medicamentos, jabones, pigmentos, vidrio o materiales cerámicos y donde fueron las actividades prácticas, alejadas de la reflexión filosófica y realizadas alrededor de mercados y en lugares públicos la que nos dotó de importantísimas técnicas experimentales, especialmente la destilación, y de “nuevas” sustancias, que no se encontraban en el mundo como hasta entonces era conocido, es decir, sustancias “artificiales” como algunos ácidos (la palabra ácido proviene del latín acidus que significa amargo y se usaba para el vinagre natural y años después para el artificial ácido sulfúrico) o el alcohol. La cerveza, el vino o los perfumes fueron productos de uso relativamente común. Desde esa época ya se identificaba la característica más importante de un laboratorio: su aislamiento de la vida cotidiana. Esto se logró con los primeros laboratorios de alquimia-química que antecedieron a los de física por casi dos siglos. Hacia el siglo X de nuestra época, en Bagdad, Mohamed-Abu-Bek-Ibn-Zacarias-al-Razi cuyo nombre latinizado es Rhazes, uno de los más importantes alquimistas, médicos islámicos y ejemplo de la pragmática tradición alquimista, estableció, por primera vez, la separación de las sustancias entonces conocidas de acuerdo con su origen (minerales, vegetales, animales y artificiales). Además identificó al menos 53 de ellas como hoy las conocemos y dejó instrucciones de cómo obtenerlas en su famoso Libro de los secretos, dividido en tres partes (aparatos y utensilios, recetas y sustancias) y que puede entendersehoy como antecedentes de los manuales de Química. Clasificó las técnicas de laboratorio conocidas en la época en cuatro grupos: procedimientos de purificación; de separación; de mezcla y, finalmente, de eliminación de agua o solidificación. Algunas de las sustancias minerales identificadas por él se muestran a continuación con su correspondiente y actualizada fórmula mínima. Sustancias minerales Espíritus (destilables) Sólidos (metales) Piedras (minerales) Vitriolos (sulfatos) Boratos (rocas) Sales Mercurio Azufre Sal amoniacal (NH4Cl) Rejalgar (As4S4) Oro Plata Cobre Hierro Plomo Estaño Pirita (FeS2) Hematita (Fe2O3) Malaquita [Cu2CO3(OH)2] Vidrio Verde (Fe2SO4) Azul (CuSO4) Blanco (ZnSO4) Alumbre [K2Al2(SO4)4] Borax (Na2B4O7) Natron Na2CO3 Marina (NaCl) Cal [CaO/Ca(OH)2] Potasa (K2CO3) Cenizas Es importante hacer notar que entre las sustancias artificiales enunciadas por Rhazes se encontraban, además de diversos óxidos, el “espíritu de la sal” (HCl) y el aceite de vitriolo (H2SO4). La reacción de este último con la sal marina daba lugar al primero, es decir, en nomenclatura actual: H2SO4 + 2NaCl Na2SO4 + 2HCl Los alquimistas islámicos nos heredaron múltiples palabras: álcali (que significa ceniza calcinada de ciertas plantas), alcohol, alambique, elíxir, azúcar, nafta, pero lo más importante fue pasar de los filosóficos cuatro elementos a listas de sustancias, con sus propiedades y las maneras de obtenerlas. 29 Aunque la destilación es muy antigua, las referencias a la destilación del vino provienen de lo que hoy es el mundo islámico hace poco más de mil 200 años. La bebida obtenida contiene una proporción mayor de alcohol5 y recibe nombres diferentes según el lugar de origen. Repetidas destilaciones aumentaban la concentración de alcohol en un proceso llamado rectificación o destilación fraccionada, así que nuevos disolventes fueron fabricados. En el Islam se prohíbe el consumo de licores, por lo que se usaron allí en la fabricación de perfumes y como en el resto del entonces mundo occidental con fines medicinales. De entre todos los licores destaca, por su importancia histórica, el ron. Hacia el siglo XV, se introdujo en las islas caribeñas el cultivo del azúcar. Su producción requiere, además de cantidades importantes de agua, mucha mano de obra. Así en los años siguientes quedó integrada una cadena de producción que cambió el planeta. Los colonizadores europeos pagaban a los traficantes de esclavos, todos ellos africanos, con ron. De la costa occidental de África (hoy Costa de Oro, Senegal, Nigeria, etc.) los llevaban en condiciones deplorables a las colonias americanas.6 Allí trabajaban en las plantaciones de azúcar, tabaco o en las minas, cuyos valiosos productos se llevaban a Europa, entre ellas el ron. Los esclavos recibían a cambio de su trabajo, entre otras cosas, ron. El ron se volvió la primera bebida global donde convergían materiales, tecnología y personas de tres continentes. Figura 1.9. Venta de barriles de ron en el mercado de esclavos de Wall Street, Nueva York. Imagen tomada del sitio web de Lapidus Center for the Historical Analysis of Transatlantic Slavery (https://www.lapiduscenter.org/ new-york-citys-slave-market/). Industria y medio ambiente Licores alcohólicos 5 La graduación de la cantidad de alcohol en una bebida alcohólica se mide actualmente en grados GL (después de Gay-Lussacs). La cerveza tiene de 3 a 5, el vino difícilmente más de 12 y las bebidas destiladas sobre 40. 6 Poco más de once millones de esclavos africanos fueron trasladados a tierras americanas durante cuatro siglos. https://www.lapiduscenter.org/new https://www.lapiduscenter.org/new 30 1.6 Autoevaluación Consta de dos partes. La primera consiste en responder las preguntas que se hacen sobre las cinco secciones en las que está dividido cada capítulo. A continuación se presenta una tabla en donde se puede cotejar qué porcentaje del total se contestó. Actividad Autoevaluación Actividades resueltas / total de actividades por sección 1. Acontecimientos 2. Instrumentos 3. Textos originales 4. Experimentos 5. Ácidos y bases TOTAL / La segunda parte es una pequeña investigación. Para ello, con lo que aprendieron sobre la alquimia construyan una pregunta abierta y contéstenla, empleando para ello un diagrama heurístico y finalmente evalúenlo. La construcción de diagramas heurísticos, como la de preguntas abiertas o la argumentación son habilidades de pensamiento científico que se presentan y ejemplifican en el libro electrónico: Chamizo J.A. Habilidades de pensamiento científico. Los diagramas heurísticos, FQ- UNAM, México, 2017 (http://www.joseantoniochamizo.com/pdf/educacion/libros/014_Habilidades_ pensamiento_cientifico.pdf). 1. Acontecimientos • Reconoce el contexto político-cultural del desarrollo de la alquimia identificando al menos tres acontecimientos no indicados en la tabla. • Amplía brevemente tu conocimiento sobre las contribuciones de los protagonistas principales de la alquimia al saber presente. Investiga cuál o cuáles de sus aportaciones no son válidas hoy en día. • Identifica las obras, los movimientos o las corrientes artísticas y filosóficas a los que pertenecen los artistas y filósofos indicados. 2. Instrumentos (A).* ¿Por qué si el agua y el alcohol etílico son sustancias con temperaturas de ebullición diferentes no se pueden separar completamente por destilación? (A). ¿Cuál es la diferencia entre la destilación simple y la destilación fraccionada? Indica ejemplos del uso de cada una de ellas. (A). ¿Cuál es la explicación actual del funcionamiento del baño María? * La letra indica el tiempo desde el que se da la respuesta (A) anacrónico y la (D) diacrónico. http://www.joseantoniochamizo.com/pdf/educacion/libros/014_Habilidades_pensamiento_cientifico.pdf http://www.joseantoniochamizo.com/pdf/educacion/libros/014_Habilidades_pensamiento_cientifico.pdf 31 3. Textos originales • El siguiente fragmento del texto de Paracelso ejemplifica el pensamiento alquímico ¿por qué? […] es preciso por lo tanto conocer primero estas tres sustancias y sus propiedades en el Macrocosmos (in magno mundo) para poderlas referir y hallar después fácilmente en el hombre (Microcosmos), comprendiendo así lo que él es y lo que en él existe. • El fragmento del texto de Paracelso termina afirmando: “el Azufre, el Mercurio y la Sal son las tres primeras sustancias que durante la vida permanecen ocultas y que con la separación de la vida se revelan y manifiestan”. Indica, desde su momento histórico como podría ser refutado. • Ejemplifica con al menos cinco sustancias e información actual la premisa de Paracelso: “todas las sustancias son venenosas. La dosis correcta diferencia el remedio del veneno”. 4. Experimentos • ¿Cómo se puede saber que el producto de la reacción es cobre? • ¿Es posible obtener otros metales con el mismo procedimiento? Explicar la respuesta. • En qué se diferencian entre sí los vidrios obtenidos. • ¿Por qué se dice que el vidrio no es un sólido? • ¿De qué manera se obtiene el vidrio plano que usamos en las ventanas? • ¿Cuál es la composición del vidrio Pyrex y qué propiedades se derivan de la misma? 5. Reacción química. Ácidos y bases • ¿Qué se entiende por pluralismo? • Imagina que te transportas varios milenos atrás a Siracusa, donde un rey te pide que determines si su corona (recién fabricada) está hecha de oro puro. La razón por la que el rey te lo pide, es que teme que el orfebre le haya engañado y su corona esté hecha de oro y plata. Propón un método experimental mediante el cual se pueda asegurar que la corona está o no hecha totalmente de oro. • La forma de conocer de historia natural apela a la clasificación. A lo largo de la historia de la alquimia se dieron diferentes clasificaciones de las sustancias. Escribe un argumento defendiendo cuál, en tu opinión, es la más acertada. 32 Protoquímica2 Grabado que muestra el experimentoque, en 1656, O. von Guericke llevó a cabo en Madenburgo, su lugar de origen, para demostrar la existencia del vacío. Tabla de afinidades de Geoffrey. Las sustancias que se encuentran más arriba en cada columna, desplazan a las que se encuentran debajo de ellas. 33 En los laboratorios, como espacios dedicados al trabajo práctico, en lugar de la investigación teórica, las actividades allí realizadas, desde hace miles de años han sido consideradas de menor nivel intelectual. La palabra latina laborare nos remite al trabajo manual, el cual era realizado, tanto en el imperio romano como en las ciudades griegas que le antecedieron, por los esclavos. El filósofo inglés del siglo XVII T. Hobbes indicaba la inferioridad social de aquellos que se dedicaban al trabajo práctico: drogueros, jardineros, herreros o mecánicos. Aquellos que suponían que con dinero (con el cual comprar mejores materiales y/o equipamiento) podían obtener conocimiento, estaban equivocados. Para él, como para otros muchos académicos de su tiempo y aún hoy en día, una biblioteca era mucho mejor que un laboratorio. Estas ideas calaron fuertemente en la mentalidad y en las universidades hispanas y posteriormente latinoamericanas, particularmente en lo referente a la investigación y enseñanza de la Química, en la que se privilegió el hablar al hacer. Desde la más remota antigüedad, en particular a partir de la Edad Media, la preparación de medicamentos, la fabricación de jabones, pigmentos, vidrio, materiales cerámicos y explosivos, y la extracción de metales fueron actividades prácticas, alejadas de la reflexión filosófica y realizadas alrededor de mercados y en lugares públicos. Sin embargo, desde esa época ya se identificaba la característica más importante de un laboratorio: su aislamiento de la vida cotidiana. Esto se logró con los primeros laboratorios de Química que antecedieron a los de Física por casi dos siglos. Así, desde el siglo XVII, el acceso a una fuente de calor permanente y agua corriente fueron configurando el espacio de lo que hoy reconocemos en cualquier lugar del mundo como un laboratorio. Los aparatos y los reactivos allí utilizados eran productos artesanales, construidos y preparados localmente. En 1661, el irlandés R. Boyle publicó The sceptical chemist, obra en la que además de continuar exaltando el valor de los experimentos como principal vehículo de conocimiento (tres años antes había construido con su ayudante R. Hooke su propia máquina pneumática, logrando que sus resultados experimentales con la bomba del vacío fueran aceptados en reuniones públicas, como antes lo fueron las de van Guericke, contra las ideas del anteriormente mencionado e influyente Hobbes) amplía la idea de que la materia está compuesta de pequeñas partículas que se comportan mecánicamente. Boyle marca el inicio de la transición entre la alquimia (él aceptaba la transmutación de la materia) y la Química, mientras que, por otro lado, se identifica el nacimiento de la Termodinámica a sus experimentos, junto con los de van Guericke. Sin embargo, sus explicaciones mecánicas de las reacciones químicas, (originalmente provenientes de otro alquimista convencido I. Newton) fallaron una y otra vez. En una dirección semejante, el francés E. Geoffrey presentó años después la primera tabla de afinidades, con la que se puede “predecir” cuándo una sustancia se unía a otra, interpretando lo que sucedía en términos de atracciones de corto alcance. Bajo una fuerte influencia animista, por afinidad se entendía simpatía o apetito. No obstante, los intentos por matematizar las afinidades fracasaron. La tradición pragmática de los químicos de su tiempo prevaleció y el bávaro G. Stahl propuso el modelo del flogisto para explicar exitosamente la combustión y la calcinación. Cuando surgió, sus defensores lo consideraban sólo un principio; conforme pasó el tiempo, los protoquímicos lo empezaron a tomar como una sustancia material (se daba un paralelismo entre éste y otros fluidos incorpóreos tales como la electricidad, el magnetismo y el calor). El periodo protoquímico concluyó en 1732, cuando el médico holandés H. Boerhaave publicó Elementa Chemiae, con lo que transformó una práctica artesanal en una disciplina de carácter científico que se puede enseñar en las universidades. Boerhaave fue el primer médico que empezó a medir la temperatura del cuerpo empleando el termómetro de mercurio inventado años atrás por su compatriota D.G. Fahrenheit. En ese texto incorpora, de una u otra manera, las ideas de Boyle, Stahl y Geoffrey. 2.1 Acontecimientos 34 1661 El irlandés R. Boyle publica The sceptical chemist en la que además de continuar exaltando el valor de los experimentos como principal vehículo de conocimiento (tres años antes había construido con su ayudante R. Hooke su propia máquina pneumática) amplía la idea de que la materia está compuesta de pequeñas partículas que se comportan mecánicamente. 1669 El alquimista H. Brand aísla químicamente en Hamburgo el fósforo, a partir de la orina. Este elemento se suma así al Cu, Pb, Au, Ag, Fe, C, Sn, S, Hg, Zn y As descubiertos en ese orden con anterioridad. 1675 El francés N. Lemery publica Cours de Chymie donde indica: “En química, la palabra principio no debe entenderse de manera demasiado precisa, pues las sustancias así denominadas son principios con respecto a nosotros y mientras no podamos avanzar más en la división de los cuerpos”. Divide las sustancias en minerales, vegetales y animales. 1679 Muere J. Mayow, médico inglés que demostró que los metales se podían quemar. 1714 El holandés D.G. Fahrenheit construyó el primer y preciso termómetro de mercurio. 1718 • El bávaro G. Stahl propone el modelo del �ogisto para explicar la combustión y la calcinación. • E. Geo�rey presenta en Francia la primera tabla de a�nidades. 1732 El médico holandés H. Boerhaave publica Elementa Chemiae con lo que transforma una práctica artesanal en una disciplina cientí�ca que se puede enseñar en las universidades . 1736 El curandero inglés J. Ward produce en grandes cantidades ácido sulfúrico a través de un procedimiento utilizado años atrás en Francia y Holanda. HECHOS TECNOQUÍMICOSAÑO HECHOS POLÍTICOS Y CULTURALES • En Europa se establecen las bases del capitalismo. • Aparecen las primeras sociedades cientí�cas: la Royal Society en Londres (1662) y la Académie des sciences en París (1666). • Newton explica las leyes de la mecánica. • Van Leeuwenhoek observa bacterias, con el microscopio que él mismo construyó. • Los turcos sitian Viena, (1683). • Linneo clasi�ca a la naturaleza en tres reinos. • El viaje, en carroza, entre Manchester y Londres tarda cuatro días. • En música, J.S. Bach; en Literatura, Molière; en Arquitectura, G.L. Bernini, y en Filosofía, G.W. Leibniz marcan el Barroco tardío. En 1700, la población mundial alcanzó los 650 millones de personas. 35 2.2 Instrumentos: Bomba de vacío En 1654, teniendo como testigos a los más altos dignatarios de la Iglesia católica, Otto von Guericke demostró la fabricación de vacío. El instrumento para fabricar el vacío fue denominado “bomba de vacío” y uno de los sorprendidos asistentes a la demostración (el arzobispo von Schornborn) lo compró y envió a un colegio jesuita para su estudio. El posterior intercambio de correspondencia entre von Guericke y los jesuitas propició que el primero escribiera el libro Mechanica Hydraulico-pneumatica en 1657, en donde describió su invento. Ese mismo año, en su ciudad natal, von Guericke llevó a cabo su famoso experimento (conocido desde entonces como las esferas de Madenburgo), en el que demostró que dos cuadrillas de ocho caballos cada una tirando en dirección opuesta no podían separar las esferas cuando se había fabricado un vacío en el interior de las mismas. Así, von Guericke refutó la idea, prevaleciente desde tiempos de Aristóteles y sostenida por
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